package com.atguigu.sort;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;
import java.util.Date;

public class RadixSort {

  public static void main(String[] args) {
    int arr[] = {53, 3, 542, 748, 14, 214};

    // 80000000 * 11 * 4 / 1024 / 1024 / 1024 =3.3G
    //		int[] arr = new int[8000000];
    //		for (int i = 0; i < 8000000; i++) {
    //			arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000); // 生成一个[0, 8000000) 数
    //		}
    System.out.println("排序前");
    Date data1 = new Date();
    SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
    System.out.println("排序前的时间是=" + date1Str);

    radixSort(arr);

    Date data2 = new Date();
    String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
    System.out.println("排序前的时间是=" + date2Str);

    System.out.println("基数排序后 " + Arrays.toString(arr));
  }

  // 基数排序方法
  /*
  准备10个桶（数组就行）（1-10号）
  第一轮看个位：依次遍历元素，假设val = 321,放1号桶; 765->5号桶....
              结束后"依次"将1-10号桶中的所有元素放回原数组（下标0开始），尽量桶中先进的也先出（稳定性）
  第二轮看十位，操作与上述一样....第n轮看第n位(看最大的数有几位)
   */
  public static void radixSort(int[] arr) {
    // 1. 得到数组中最大的数的位数，即我们排序的轮数
    int max = arr[0]; // 假设第一数就是最大数
    for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
      if (arr[i] > max) {
        max = arr[i];
      }
    }
    // 得到最大数是几位数
    int maxLength = (max + "").length();

    // 定义一个二维数组，表示10个桶, 每个桶就是一个一维数组
    // 说明
    // 1. 二维数组包含10个一维数组
    // 2. 为了防止在放入数的时候，数据溢出，则每个一维数组(桶)，大小定为arr.length
    // 3. 明确，基数排序是使用空间换时间的经典算法
    int[][] bucket = new int[10][arr.length];

    // 为了记录每个桶中，实际存放了多少个数据,我们定义一个一维数组来记录各个桶的每次放入的数据个数
    // 可以这里理解
    // 比如：bucketElementCounts[0] , 记录的就是  bucket[0] 桶的放入数据个数
    int[] bucketElementCounts = new int[10];

    // 最大位数=maxLength，即len轮，n = 1,10,100,1000....
    for (int i = 0, n = 1; i < maxLength; i++, n *= 10) {
      // (针对每个元素的对应位进行排序处理)， 第一次是个位，第二次是十位，第三次是百位..
      for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
        // 取出每个元素的"对应位"的值
        int digitOfElement = arr[j] / n % 10;
        // 放入到对应的桶中
        bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
        bucketElementCounts[digitOfElement]++;
      }
      // 按照这个桶的顺序(一维数组的下标依次取出数据，放入原来数组)
      int index = 0;
      // 遍历每一桶，并将桶中是数据，放入到原数组
      for (int k = 0; k < bucketElementCounts.length; k++) {
        // 如果桶中，有数据，我们才放入到原数组
        if (bucketElementCounts[k] != 0) {
          // 循环该桶即第k个桶(即第k个一维数组), 放入
          for (int l = 0; l < bucketElementCounts[k]; l++) {
            // 取出元素放入到arr
            arr[index++] = bucket[k][l];
          }
        }
        // 第i+1轮处理后，需要将每个 bucketElementCounts[k] = 0 ！！！！
        bucketElementCounts[k] = 0;
      }
      // System.out.println("第"+(i+1)+"轮，对个位的排序处理 arr =" + Arrays.toString(arr));

    }

    /*

    //第1轮(针对每个元素的个位进行排序处理)
    for(int j = 0; j < arr.length; j++) {
    	//取出每个元素的个位的值
    	int digitOfElement = arr[j] / 1 % 10;
    	//放入到对应的桶中
    	bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
    	bucketElementCounts[digitOfElement]++;
    }
    //按照这个桶的顺序(一维数组的下标依次取出数据，放入原来数组)
    int index = 0;
    //遍历每一桶，并将桶中是数据，放入到原数组
    for(int k = 0; k < bucketElementCounts.length; k++) {
    	//如果桶中，有数据，我们才放入到原数组
    	if(bucketElementCounts[k] != 0) {
    		//循环该桶即第k个桶(即第k个一维数组), 放入
    		for(int l = 0; l < bucketElementCounts[k]; l++) {
    			//取出元素放入到arr
    			arr[index++] = bucket[k][l];
    		}
    	}
    	//第l轮处理后，需要将每个 bucketElementCounts[k] = 0 ！！！！
    	bucketElementCounts[k] = 0;

    }
    System.out.println("第1轮，对个位的排序处理 arr =" + Arrays.toString(arr));


    //==========================================

    //第2轮(针对每个元素的十位进行排序处理)
    for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
    	// 取出每个元素的十位的值
    	int digitOfElement = arr[j] / 10  % 10; //748 / 10 => 74 % 10 => 4
    	// 放入到对应的桶中
    	bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
    	bucketElementCounts[digitOfElement]++;
    }
    // 按照这个桶的顺序(一维数组的下标依次取出数据，放入原来数组)
    index = 0;
    // 遍历每一桶，并将桶中是数据，放入到原数组
    for (int k = 0; k < bucketElementCounts.length; k++) {
    	// 如果桶中，有数据，我们才放入到原数组
    	if (bucketElementCounts[k] != 0) {
    		// 循环该桶即第k个桶(即第k个一维数组), 放入
    		for (int l = 0; l < bucketElementCounts[k]; l++) {
    			// 取出元素放入到arr
    			arr[index++] = bucket[k][l];
    		}
    	}
    	//第2轮处理后，需要将每个 bucketElementCounts[k] = 0 ！！！！
    	bucketElementCounts[k] = 0;
    }
    System.out.println("第2轮，对个位的排序处理 arr =" + Arrays.toString(arr));


    //第3轮(针对每个元素的百位进行排序处理)
    for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
    	// 取出每个元素的百位的值
    	int digitOfElement = arr[j] / 100 % 10; // 748 / 100 => 7 % 10 = 7
    	// 放入到对应的桶中
    	bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
    	bucketElementCounts[digitOfElement]++;
    }
    // 按照这个桶的顺序(一维数组的下标依次取出数据，放入原来数组)
    index = 0;
    // 遍历每一桶，并将桶中是数据，放入到原数组
    for (int k = 0; k < bucketElementCounts.length; k++) {
    	// 如果桶中，有数据，我们才放入到原数组
    	if (bucketElementCounts[k] != 0) {
    		// 循环该桶即第k个桶(即第k个一维数组), 放入
    		for (int l = 0; l < bucketElementCounts[k]; l++) {
    			// 取出元素放入到arr
    			arr[index++] = bucket[k][l];
    		}
    	}
    	//第3轮处理后，需要将每个 bucketElementCounts[k] = 0 ！！！！
    	bucketElementCounts[k] = 0;
    }
    System.out.println("第3轮，对个位的排序处理 arr =" + Arrays.toString(arr)); */

  }
}
